力扣大厂热门面试算法题 24-26

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：
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输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]
示例 2：
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输入：head = []
输出：[]
示例 3：
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输入：head = [1]
输出：[1]

解题思路

两种方式。

递归思路

终止条件：当前节点为空或者下一个节点为空，说明没有更多的节点需要交换，直接返回当前节点。
递归单元内需要做什么：交换当前节点和下一个节点的位置。
如何进入下一层递归：将当前节点的指针指向递归后返回的头节点。

迭代思路

创建一个哑节点（dummy node），它的下一个节点指向头节点。
初始化两个指针prev和curr，其中prev指向哑节点，curr指向头节点。
遍历链表，当curr及其下一个节点不为空时，执行以下操作： a. 记录curr的下一个节点为next。 b. 使curr的下一个节点指向next的下一个节点。 c. 使next的下一个节点指向prev的下一个节点。 d. 使prev的下一个节点指向next。 e. 更新prev和curr指针，准备下一对节点的交换。

完整代码

Python

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def swapPairs(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        if not head or not head.next:
            return head
        next_node = head.next
        head.next = self.swapPairs(next_node.next)
        next_node.next = head
        return next_node

Java

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/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode prev = dummy;
        while (head != null && head.next != null) {
            ListNode first = head;
            ListNode second = head.next;

            prev.next = second;
            first.next = second.next;
            second.next = first;

            prev = first;
            head = first.next;
        }
        return dummy.next;
    }
}

25. K 个一组翻转链表

给你链表的头节点 head ，每 k个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

示例 1：
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输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出：[2,1,4,3,5]
示例 2：
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输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出：[3,2,1,4,5]
提示：

链表中的节点数目为 n

1 <= k <= n <= 5000

0 <= Node.val <= 1000

进阶： 你可以设计一个只用 O(1) 额外内存空间的算法解决此问题吗？

解题思路

找到k个一组的链表节点： 遍历链表，每次移动k步来定位到每个组的最后一个节点。如果剩余节点不足k个，则保持这部分不变。
反转每组节点： 对于每个分组，进行链表反转操作。这里需要注意的是，反转操作不仅需要反转内部的节点，还要连接好每组的头尾。
连接各组： 反转完一组后，需要将反转后的子链表重新连接起来。这涉及到更新前一组的尾节点指向当前组反转后的头节点。

完整代码

Python

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def reverseKGroup(self, head: Optional[ListNode], k: int) -> Optional[ListNode]:
        # 创建一个哑节点，便于处理头节点前的操作
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        pre, end = dummy, dummy

        while end.next:
            # 尝试移动end指针，找到当前组的最后一个节点
            for _ in range(k):
                end = end.next
                if not end:  # 如果节点数不足k个，不进行翻转
                    return dummy.next
            # 记录下一组的起始节点
            start, next = pre.next, end.next
            # 断开当前组与下一组的连接，以便单独翻转当前组
            end.next = None
            # 翻转当前组，并将翻转后的子链表接回原链表
            pre.next = self.reverse(start)
            # 重新连接翻转后的子链表与下一组的起始节点
            start.next = next
            # 移动pre和end指针到下一组的起始位置
            pre = start
            end = pre

        return dummy.next

    def reverse(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # 辅助函数：翻转链表
        prev = None
        while head:
            next_temp = head.next  # 临时存储下一个节点
            head.next = prev  # 将当前节点指向前一个节点，实现翻转
            prev = head  # 移动prev指针
            head = next_temp  # 移动head指针
        return prev

Java

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/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode pre = dummy;
        ListNode end = dummy;

        while (end.next != null) {
            for (int i = 0; i < k && end != null; i++) end = end.next;
            if (end == null) break;
            ListNode start = pre.next;
            ListNode next = end.next;
            end.next = null;
            pre.next = reverse(start);
            start.next = next;
            pre = start;
            end = pre;
        }
        return dummy.next;
    }

    private ListNode reverse(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        while (head != null) {
            ListNode next = head.next;
            head.next = prev;
            prev = head;
            head = next;
        }
        return prev;
    }
}

26. 删除有序数组中的重复项

给你一个非严格递增排列的数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使每个元素只出现一次，返回删除后数组的新长度。元素的相对顺序应该保持一致。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：

更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。

返回 k 。

判题标准:

系统会用下面的代码来测试你的题解:

int[] nums = [...]; // 输入数组

int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案

int k = removeDuplicates(nums); // 调用

assert k == expectedNums.length;

for (int i = 0; i < k; i++) {

assert nums[i] == expectedNums[i];

}

如果所有断言都通过，那么您的题解将被通过。

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]

输出：2, nums = [1,2,_]

解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]

输出：5, nums = [0,1,2,3,4]

解释：函数应该返回新的长度 5 ，并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

解题思路

要解决这个问题，我们可以采用双指针技术。思路是用两个指针i和j遍历数组，i是慢指针，j是快指针。当nums[i]和nums[j]相等时，增加j以跳过重复项。当遇到nums[i]和nums[j]不相等时，则将nums[j]的值复制到nums[i + 1]，然后递增i，接着递增j。重复这一过程，直到j遍历完整个数组。数组的前i + 1个元素就是不含重复元素的数组。最后返回的i + 1就是数组中不同元素的个数。

完整代码

Python

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class Solution:
    def removeDuplicates(self, nums: List[int]) -> int:
        if not nums:
            return 0

        i = 0
        for j in range(1, len(nums)):
            if nums[j] != nums[i]:
                i += 1
                nums[i] = nums[j]

        return i + 1

Java

复制代码

public class Solution {
    public int removeDuplicates(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) return 0;
        
        int i = 0;
        for (int j = 1; j < nums.length; j++) {
            if (nums[j] != nums[i]) {
                i++;
                nums[i] = nums[j];
            }
        }
        return i + 1;
    }
}